袁店二井煤矿巷道附近岩性对巷道施工的影响
来源:用户上传
作者:
摘 要：巷道作为煤矿开采的重要通道，岩性的稳定关系到巷道开挖的难易程度，文章以巷道顶底板岩性为例，分析了巷道顶底板岩性对巷道开挖的影响。
关键词：顶底板;岩性稳定性;巷道
中图分类号：TD163 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）18-0057-03
Abstract： As an important channel of coal mining， the stability of lithology is related to the difficulty and ease of roadway excavation. Taking the lithology of roadway roof and floor as an example， this paper analyzes the influence of roadway roof and floor lithology on roadway excavation.
Keywords： roof and floor; lithologic stability; roadway
1 概况
袁店二井煤矿位于濉溪县与涡阳县交界处，工广位于曹市镇境内，其中心东距宿州市55km，东北距淮北市52km。井田东以袁店断层为界与袁店一井毗邻，西以39444200m经线为界与单集勘查区接壤，南至10煤层露头线，北到32煤层-1000m的水平投影线或区块登记边界。矿井东西长10.9～13.3km，南北宽1.3～5.3km，矿区面积41.59km2。
2 设计巷道对应钻孔深度
结合钻孔的倾角、方位以及地层倾角等因素，对设计巷道对应的钻孔深度进行了分析，见下表1。
3 地质情况
3.1 第四系、新近系（Q+N）
本次勘探没有严格划分第四、新近系界面，基岩面以上统称为松散层。2019-D1～D5孔揭露基岩界面深度分别为281.45m、287.10m、286.10m、288.45m、294.50m、两极值为：起伏变化不大。
3.2 煤层：本次5孔大巷附近揭露煤层（线）情况
2019-D1～D5孔揭露各标志00煤层情况如下：（1）3煤：揭露厚度0.30-1.62m，平均厚度0.99m，距离巷道间距16.75-77.15m，平均38.80m。（2）5煤：揭露厚度0.48-1.04m，平均厚度0.83m，距离巷道间距61.13-68.08m，平均64.40m。（3）7煤：揭露厚度1.80m，平均厚度1.80m，距离巷道间距157.10m。
3.3 巷道段（上下10m）岩石情况岩石的RQD值
对5个钻孔进行了工程地质编录和岩石RQD值统计工作，详见表2。
3.4 主采煤层顶底板岩石质量、岩体完整性评价及岩体质量等级
由表2可以看出：（1）一般情况下主采煤层顶底板岩石RQD值变化规律是细砂岩>粉砂岩>泥岩。（2）不同部位同一岩性的岩石RQD值差异性较大。（3）构造破坏，应力挤压，裂隙发育的层段，无论是泥岩、粉砂岩或是砂岩，RQD值都很小。
（1）主采煤煤层顶底板岩石质量、岩体完整性评价标准。主采煤煤层顶底板岩石质量、岩体完整性评价标准，依据《矿区水文地质、工程地质勘探规范（GB/12719-91）》中岩石质量等级表（见表3）。（2）岩体质量等级评价标准。主采煤层顶底板岩体质量等级评价首先利用公式M=Rc/30*RQD对岩体质量指标M值进行了粗略估算。式中Rc为岩石饱和轴向抗压强度（MPa）。然后根据估算的M值按照《矿区水文地质、工程地质勘探规范（GB/12719-91）》中岩体质量分级表（详见表4）进行分级评价。（3）主采煤层顶底板岩石质量、岩体完整性评价及岩体质量等级结果见表5。
根据RQD值成果，按照表3对主要可采煤层顶板上30m至底板下20m范围内岩石质量及岩体完整性进行了评价，评价结果详见表4。按照表5对主要可采煤层顶板上30m至底板下20m范围内岩体质量等级进行了分级，分级结果详见表4。
表4中可以归纳出：
（1）一般砂岩质量多为中等～好的， 岩石的完整性多为中等完整～较完整，岩体质量多数为中等～良， 岩体分类为III～II类。
（2）粉砂岩质量多为中等的，岩体完整性多为中等完整，岩体质量多数为中等，少数为良，岩体分类多数为III类，少数为II类。
（3）泥岩质量为中等，岩体完整性为中等完整，岩体质量中等，岩体分类为III类。
（4）32、72、82、煤层顶底板岩石质量一般为中等～好的，岩体完整性属中等完整～较完整，岩体质量为中等～良，岩体分类为III～II类。
（5）各岩石的质量、完整性受构造裂隙、风化裂隙发育程度的控制，一般在断层带附近及褶曲轴部岩石较破碎，挤压揉皱现象明显，在风化带附近的岩石也较破碎。风化带岩石及受构造影响的破碎岩石，RQD值均很低，岩石质量劣～极劣，岩体破碎～岩体完整性差，岩体质量多为差～坏，岩体分类多数为IV～V类。
3.5 岩体岩性类型分类
根据K值的大小将可采煤层顶板岩体岩性分为三类，即硬质岩体、中硬岩和软质岩（见表5）。
本文对顶板30m范围的砂岩进行了统计，并计算了各岩体K值。
综上所述，在各層位的岩石RQD值较低，主要位于那一段巷道，原因为2019-D1孔巷道上20米段RQD值较低，主要位于3煤下，岩性含化石较多，性脆;属于中硬岩体。2019-D3孔巷道上20米段RQD值较低，岩性，断口参差状、性脆，易遭受机械外力破碎;属于中硬岩体。2019-D4孔巷道上20米段RQD值较低，岩性为紫斑泥岩、性脆，易遭受机械外力破碎;属于中硬岩体。2019-D5孔巷道上段RQD值较低，主要位于3煤处，岩性含化石及炭质较多，性脆，属于软质岩体。 巷道上下50m范围内揭露破碎带的情况，胶结情况，充填物，破碎程度描述。
2019-D2孔在455-466m有11m的破碎带，位于巷道上50米，455.00-460.40为粉砂岩，钙质胶结，岩芯挤压揉皱，呈糜棱状，断层泥岩发育，较破碎，明显挤压现象。460.40-466.00为泥岩、断口参差状，泥质胶结，局部岩芯挤压揉皱，呈糜棱状，断层泥岩发育，较破碎，明显挤压现象，局部见擦痕。
2019-D3孔在588.10-594.80m有6.70m的破碎带，位于巷道上54米。泥质胶结，岩芯较破碎，断口参差状，断面光滑，见大量植物茎叶化石，有揉搓状。
4 水文地质情况
4.1 大巷上下50m冲洗液漏失情况
（1）2019-D1孔378-480m巷道段冲洗液漏失，漏失量约0-0.16m3/h; 459.70m处冲洗液消耗，漏失量约0.80m3/h。（2）2019-D2孔458-560m巷道段冲洗液漏失，漏失量约0-0.16m3/h，漏失正常。（3）2019-D3孔600-700m巷道段冲洗液漏失，漏失量约0.16-0.42m3。（4）2019-D4在700-800m巷道段冲洗液漏失，漏失量约0.16-0.32m3/h。（5）2019-D5孔在730-830m巷道段冲洗液漏失，漏失量约0-0.16m3/h。
4.2 K3砂岩层位冲洗液漏失情况
2019-D1～D4孔揭露K3砂岩段，岩性主要为细砂岩，少量裂隙发育，且被方解石脉充填，在钻探过程中，漏失量约0.16-0.48m3/h消耗正常。
2019-D5在846.80-854.43m K3砂岩（细砂岩）段（巷道下71米）裂隙发育、且被方解石脉充填、冲洗液漏失，漏失量约0.16-3.20m3/h，消耗量大因为受破碎影响。
4.3 断层带冲洗液漏失情况
各孔断层带冲洗液漏失量均正常消耗。
4.4 灰岩冲洗液漏失情况
2019-D1孔、2019-D2孔鉆探见灰岩冲洗液漏失正常消耗0.16m3/h。
5 大巷层位岩石抗压强度分析
5.1 分孔描述（见表6）
5.2 总结砂岩和泥岩的两极值
经过统计，砂岩的抗压强度21.20-78.80MPa，平均值56.90MPa;泥岩的抗压强度32.60-67.60MPa，平均值49.6MPa。
5.3 分析抗压强度高低的原因，分别位于的层位
2019-D1：泥岩抗压强度为32.60-67.60MPa，层位在3煤下30-70m，对应巷道上及巷道下，该层位泥岩RQD值较高，含有少量砂质成分，岩石致密性好，吸水性差，故抗压强度偏大。
2019-D2：泥岩抗压强度为33.4-53.8MPa，层位分别在3煤下33m、2煤下2m，对应巷道顶、底板，该层位泥岩RQD值中等，含有少量砂质成分，岩石致密性好，吸水性差，故抗压强度偏大。
6 结束语
本文在总结勘查区地质钻孔成果的基础上，结合巷道开采可能出现的工程地质问题对巷道的顶低板岩性进行了分类，分类的方法简单明确。反应了巷道顶底板的压力，巷道开挖随深度的增加，地下水渗透压力相应增大，软质岩体可能会出现变形，对巷道产生不利的影响，相应巷道段地面应增加定向钻孔进行注浆加固。巷道附近的岩性将决定巷道开挖后围岩的安全与稳定，建议施工过程中加以监控量测手段，以判断围岩的稳定状态，判断支护状态的合理性，及时的予以检验修正。
参考文献：
[1]于双忠.煤矿工程地质研究[Z].
[2]刘刚.井巷工程[Z].
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14886963.htm
